卧式数控机床主轴温度场分布和对机床热变形影响.pdf

设计与研究DesIgnandR洲ch『 卧式数控机床主轴温度场分布及对机床热变形的影响 仇 健① 刘启伟① 李晓飞② 马晓波① (①沈阳机床(集团)有限责任公司，辽宁 沈阳110142； ②沈阳北方交通重工集团，辽宁沈阳 110001) 摘 要：分别应用红外热像仪测温技术和激光测距技术对机床温度场和机床热误差开展研究。着重分析三 轴卧式数控机床的温度场分布、机床运行中的热行为以及两者之间的联系。经试验发现 。主轴热误 差是数控机床的主要误差源之一。主轴热误差与机床运行中的温度分布有紧密联系，主轴各方 向变 形量呈现出随主轴温度升高而明显增大趋势。并且主轴Z方向的伸长量远大于 和y向的变形量。 提出通过改善冷却和散热条件而降低主轴温度 ，以达到有效控制主轴热误差以及建立热变形补偿模 型实施补偿等措施，经验证热变形改善效果明显。 关键词 ：数控机床 温度场 热变形 红外热像仪 激光测距 中图分类号：TH161+．4，TG531 文献标识码：A ThermalfielddistributionofhorizontalNC machinetoolsspindleand jtsjnfluence013thermaIerrorsofmachinetools QIUJian①，LIUQiwei①。LIXiaofei②，MAXiaobo① ((~)ShenyangMachineTool【Group)Co．，Ltd．，Shenyang110142，CHN； (~)ShenyangNoahTrafficHeavyIndustryGroup，Shenyang110001，CHN) Abstract：Researchonthethermalfieldandthemr alerrorsofNCmachinetoolsusinginfraredimagingtechnology and laserdistancemeasurementtechnoloyg hasbeencarriedon．Ithasbeenmainly~cusedontheanal— ysisofthermalfielddistributionofathree-axishorizontalmachiningcentreanditsoperatingthemr albe— haviourandtheirrelationships．Itwasfoundexperimentallythatspindlethemr alelTOYSisoneofthemain sourcesofNCmachinetoolserrors，andthemr alerrorinmachinetoolsspindlehasbeenobservedtobe closelylinkedtothetemperaturedistributionofmachinetools．Therewasasignificantincreasein the axispositioningerrorrelatedtothetemperatureincreasingofspindle．AndtheelongationsonZaxialdi- rection aremuchlargerthantheextensionsofX andY axialdirections．Methodsareprovidedbyimpro— vingdispersedispersionandcoolingconditionandbytakingthermaldriftcompensationtocontrolspin— dlethemr alerrors，itisprovedthethermalerrorscompensationandcontrolaresignificant． Keywords：NC MachineTool；The